项目申报书_淮安市科技发展_射频导纳

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1、登记序号：计划类别：科技攻关分类代码：项目编号：科技项目计划设计任务书项目名称：射频导纳物位仪研制承担单位：淮阴工学院单位地址：淮安市北京北路89号邮编：223001项目负责人：刘虎电话：0517-3591072职务职称：讲师主管部门：淮阴工学院填报日期：2007年5月1日淮安市科学技术局二ΟΟ二年制10一、立项依据射频导纳物位仪是指借助于测量导纳来确定物位的高低一种仪表，主要用于固态、液态、粉沫等物位的指示，本攻关项目主要是针对灌装粉沫、液体等物位进行连续测量产品的研制。国际上,由于市场的大量需求，对物位计的研究一

2、直没有停止，出现过各种物位仪表，从测量原理上可分为：位置式，电阻式，激光式，电容，雷达波，超声波，射频导纳等多种类型。国际上研究物位计的主要厂家有德国的Endress+Hauser（E+H），德国西门子，韩国松特尔，其中以E+H的产品最为全面。比较各种物位计的原理可知，常见的非接触式物位计有雷达物位计、激光物位计、超声波物位计、振动式物位计，这些物位计可避免物体的直接接触而产生挂料、腐蚀等问题。雷达物位计通过发射低功率微波，遇到被测介面后反射回波，测量发射、接收的时间差而求取物位高度，适合大型容器物位测量，但价格昂贵

3、。激光（光学）式类似于雷达式，但信号易受蒸汽等影响而衰减。振动式物位计直接放置于容器壁外，利用振动特性与物位的关系来求取物位高度。常见的接触式液位计有电容物位计、磁致伸缩式物位计、浮子式液位计、光导液位计等。磁致伸缩式物位计利用磁性浮子随液位浮动进行工作，利用传感器导管不断发出的磁脉冲，当遇到磁性浮子时形成脉冲变量来检测物位。电容利用自身电极与容器壁构成的电容，电容随被测介质物位的变化而变化。压力变送器式将测量的压力值换算成物位高度。光导液位计通过随液面浮动的浮子与码带导管内的钢带、重锤、导轮带动罐外液位计上的码带移

4、动，通过光电检测装置读取码带的移动来测量液位。各种原理的物位计精度从高到低分别为雷达波、激光式、超声波、射频导纳、电容，数值为3mm到10mm不同，但价格差异很大，从20万到1万不等。10就连续射频导纳物位仪而言，其价格与电容或物位仪相差无几。从原理上来说，利用射频激励、变压器电桥耦合获取复合导纳大小，而导纳直接反映物位的高低。从精度要求上来看，特别是围绕解决挂料问题引起的误差而进行的技术创新，其主要技术方案有被动式、主动补偿式、斩波控制、多层屏弊、等电位法，这些技术均已应用于物位计。综上所述，研制一种价格低廉并具有

5、远程数字接口的连续射频导纳物位计已成为最新发展趋势。二．研究内容1．主要研究内容及关键技术（1）研制一种具有远程数字接口的连续射频导纳物位计，用于对石油储罐、油井、污水以及其它具有连续物位要求的测量，构成测试的监测网络，并使价格低廉，形成量产占有较大数量的国内外市场份额。（2）研制一种利用射频激励有关的原理与方法，解决变压器电桥耦合获取复合导纳大小方法，高精度变送以获取导纳与物位间的关系，解决非线性及由此产生的精度问题，特别围绕解决挂料问题引起的误差。集成无线通信（如GPRS）网络模块，具有兼容性好，易升级的特点。（

6、3）研究仪器防挂料问题，研究主动补偿式技术，结合斩波控制和多层探头屏弊技术、等电位技术来解决。2．主要的技术创新之处（1）连续测量，高精度，高分辨率。（2）解决防挂料问题，采用主动补偿式技术、斩波控制、多层探头屏弊以及等电位技术是本项目的创新之一。（3）智能多种接口的设计，解决包括数字接口以及远程无线GPRS接口问题。3．主要的技术指标10（1）输出方式：电流4—20mA，数字接口，GPRS接口（2）整机精确度：O.2级，±80uA。（3）量程：6m（4）适用被测介质温度：O℃～+150℃（5）适用被测介质压力：小于

7、0.2MPa；采用合理的电路设计，在不影响技术性能指标的前提下尽可能选择低价元器件，以降低产品成本。在上述技术指标下，单台成本在1000元左右，销售价可在4500元以上。并通过功能集成，方便用户使用，提高工作效率。通过产品的研究及生产，提高同类产品的竞争力，以提高我省、我国的产品竞争力。三、研究试验方法及技术路线研究实验方法：（1）研究射频导纳测试中的相关技术，对主动补偿式技术，结合斩波控制和多层探头屏弊以及等电位技术进行研究开发，形成用于解决本攻关项目中的有关技术。（2）针对仪表精度较高的特点，重点解决高频交流电桥

8、，特别是低功耗条件下的测试工作。（3）提高抗干扰能力，采用斩波方式，瞬态干扰抑制电路，提高仪器整体的抗干扰能力。（4）系统调试。本仪器涉及高频正弦波发生器，交流电桥，精密电压放大，斩波，干扰抑制，精密电流放大，电流反馈等模块，每一部分都要有较高的精度，调试的成功与否，是本系统的重中之重。实现该课题的技术路线如下：对系统功能进行模块划分设计系统原